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螺栓和紧固件的迷失艺术

返回列表 来源: 发布日期: 2019.08.15

     原标题:螺栓和紧固件的迷失艺术:



  紧固件的问题在于,没有人会对它们多加考虑,至少在它们制造问题之前不会。根据定义,紧固件的工作是用足够的力把零件夹在一起,使它们在接触时不发生脱位,不管施加什么作用力。螺栓、螺母、螺柱和螺钉都属于紧固件,可以在整个车辆中找到。起初,他们的工作似乎很简单,但当研究后,很明显,他们的任务非常复杂,包括冶金学、摩擦系数、螺距和螺纹设计、疲劳、抗拉强度和拉伸等方面。


 冶金101

大多数紧固件都是用钢制造的,因此需要对这种金属有一个基本的了解,才能了解紧固件本身。几乎不可能列出钢成分的精确数量和存在的变化,因为有1000多个。幸运的是,所有这些类型可以分为五类:碳钢、合金钢、不锈钢、工具钢和特殊用途钢。美国钢铁协会(AISI)标准定义了前四组。然后对每个普通类进行细分,标识每个等级。


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五组由几百种不同的配方组成,这些配方都是他们的制造商专有的。虽然许多特种钢与前四种钢相似,但它们之间的差异足以作为单独的成分销售。

钢铁在紧固件领域的优势在于铁矿石的丰富(铁是所有钢铁的主要成分),以及钢铁易于提炼。钢铁广泛的吸引力是两种不同的冶金现象的作用:铁是一种同种异体元素,这意味着它可以以一种以上的晶体形式存在,而碳原子只有铁原子大小的1/30。这两个复杂的事实是使钢经过热处理以增加其作为紧固件材料的吸引力的基本原则。


什么是热处理?

金属和金属合金的热处理是指对金属进行加热和冷却,以创造特定的条件或性能。加热的唯一目的是热加工,如在锻造过程中,是不包括的。所有热处理程序都不相同,可能需要采用不同的加热、冷却或淬火方法来获得特定钢的预期结果。


几乎任何纯金属都可以通过适当的加热和冷却循环软化(退火),但只有少数合金可以通过热处理强化或硬化。大多数钢对热处理有反应,这就是钢占美国金属总产量80%以上的主要原因。


螺纹紧固件的原则

许多方面的设计和制造是用来分类紧固件:螺纹风格和螺距,长度,头部设计,和材料都发挥作用。仅仅因为螺栓适合螺纹孔,并不能使它成为适合这项工作的紧固件。


螺栓的质量可以通过其头部的标记来确定。这表明了它是由什么材料制成的,以及它是按照什么标准制造的。美国汽车工程师协会(SAE)和美国材料试验协会(ASTM)已经为所有紧固件的分级制定了指导方针。

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